閱讀排名更多
推薦展會(huì)更多
西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院在皮瓦級(jí)微量熱芯片技術(shù)方面取得重要進(jìn)展
2025-04-03 11:20:07西北工業(yè)大學(xué)閱讀量：4843 我要評(píng)論
近期，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院Pavel Neuzil教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“A low-cost picowatt calorimeter using a flexible printed circuit board”在《Nature Communications》上發(fā)表。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目資助，機(jī)電學(xué)院博士生朱含亮為第一作者，機(jī)電學(xué)院Pavel Neuzil教授和哈佛大學(xué)Luke P. Lee教授作為該論文的共同通訊作者。
量熱計(jì)是直接測(cè)量化學(xué)反應(yīng)和生物過程熱量變化的高靈敏度工具。現(xiàn)有的微量熱計(jì)芯片依托MEMS工藝，已能達(dá)到亞納瓦量級(jí)的熱流檢測(cè)分辨率。然而，MEMS工藝的微米級(jí)加工精度與液體檢測(cè)所需的百微米級(jí)芯片尺寸存在適配矛盾，其多步光刻、金屬沉積刻蝕和膜釋放等關(guān)鍵步驟造成了工藝冗余與成本攀升。
Pavel研究團(tuán)隊(duì)提出了柔性印刷電路(FPC)工藝實(shí)現(xiàn)微量熱芯片的概念，進(jìn)而設(shè)計(jì)了一種基于FPC工藝并集成貼片式熱敏電阻的皮瓦級(jí)微量熱芯片。該芯片通過FPC工藝直接在柔性覆銅板上加工，無需MEMS工藝中復(fù)雜的圖形化和膜釋放步驟，減少了制造不均勻性和成本。通過標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻測(cè)溫，并采用鏤空結(jié)構(gòu)降低熱損失，芯片熱導(dǎo)和熱流靈敏度分別達(dá)到了109.0 µW·K-1和227 V·W-1，在液體測(cè)量芯片中處于領(lǐng)先水平。同時(shí)構(gòu)建了針對(duì)液體樣品的低噪聲穩(wěn)定測(cè)量系統(tǒng)，溫度和熱流分辨率分別為6 µK和654 pW，實(shí)現(xiàn)了樣品形態(tài)和熱量變化的同步監(jiān)測(cè)。研究表明，基于FPC工藝的微量熱芯片在實(shí)現(xiàn)高性能檢測(cè)的同時(shí)，顯著降低了工藝復(fù)雜度和研發(fā)成本。
圖1西北工業(yè)大學(xué)研制的基于柔性印刷電路工藝的微量熱芯片和形態(tài)-熱量同步監(jiān)測(cè)平臺(tái)
PavelNeuzil教授予2015年10月作為國(guó)家特聘專家全職受聘于西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，與機(jī)電學(xué)院常洪龍教授共同籌建“微納流控技術(shù)人才特區(qū)”實(shí)驗(yàn)室，并針對(duì)微量熱技術(shù)、核酸檢測(cè)、仿生微納結(jié)構(gòu)等前沿課題進(jìn)行科學(xué)研究。在Nature Reviews Drug discovery，Nature Medicine，NatureCommunications，Nucleic Acids Research，AngewandteChemie，Analytical Chemistry，Lab on a Chip等期刊發(fā)表第一、通訊作者論文130余篇，相關(guān)論文他引8700余次。西工大就職期間，PavelNeuzil教授在科研教學(xué)、人才培養(yǎng)、國(guó)際交流合作等多方面取得了顯著的成果，其中主持科技部國(guó)際合作重點(diǎn)科研項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金科研項(xiàng)目1項(xiàng)，獲得2023年度中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)。
版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
相關(guān)新聞
昵稱 驗(yàn)證碼 請(qǐng)輸入正確驗(yàn)證碼
所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場(chǎng)無關(guān)